KR20210052657A - 전사용 스탬프 제조방법 - Google Patents

전사용 스탬프 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210052657A
KR20210052657A KR1020190135836A KR20190135836A KR20210052657A KR 20210052657 A KR20210052657 A KR 20210052657A KR 1020190135836 A KR1020190135836 A KR 1020190135836A KR 20190135836 A KR20190135836 A KR 20190135836A KR 20210052657 A KR20210052657 A KR 20210052657A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate mold
pattern
curing
stamp
forming
Prior art date
Application number
KR1020190135836A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102252431B9 (ko
KR102252431B1 (ko
Inventor
장봉균
김재현
김광섭
김봉성
이승모
최병익
전성재
김경식
Original Assignee
한국기계연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국기계연구원 filed Critical 한국기계연구원
Priority to KR1020190135836A priority Critical patent/KR102252431B1/ko
Publication of KR20210052657A publication Critical patent/KR20210052657A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102252431B1 publication Critical patent/KR102252431B1/ko
Publication of KR102252431B9 publication Critical patent/KR102252431B9/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/021—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles characterised by the shape of the surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/3842—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/003—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/20—Making multilayered or multicoloured articles
    • B29C43/203—Making multilayered articles
    • B29C43/206—Making multilayered articles by pressing the material between two preformed layers, e.g. deformable layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/36—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04—Polysiloxanes
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2067/00—Use of polyesters or derivatives thereof, as moulding material
    • B29K2067/003—PET, i.e. poylethylene terephthalate

Abstract

본 발명은 경화 과정에서 발생되는 수축 현상을 최소화하여 패턴의 위치 정밀도를 높일 수 있는 전사용 스탬프 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 전사용 스탬프를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 패턴을 가지는 기판몰드를 형성하는 기판몰드 형성단계; 미리 설정된 경화조건에서 제1 수축률을 가지는 제1 소재를 상기 기판몰드 상에 배치하는 제1 소재 배치단계; 상기 경화조건에서 상기 제1 수축률보다 작은 제2 수축률을 가지는 제2 소재를 상기 제1 소재 상에 배치하는 제2 소재 배치단계; 상기 제2 소재를 상기 기판몰드에 밀착시켜 상기 기판몰드의 패턴 형상과 상응하는 형상으로 상기 제1 소재를 형성하는 패턴 형성단계; 및 상기 경화조건에 따라 상기 제1 소재 및 상기 제2 소재를 경화시키는 소재 경화단계;를 포함하는 특징을 개시한다.

Description

전사용 스탬프 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 전사용 스탬프{TRANSFER STAMP MANUFACTURING METHOD AND TRANSFER STAMP MANUFACTURED BY USING THE SAME}
본 발명은 전사용 스탬프 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 전사용 스탬프에 관한 것으로, 상세하게는 경화 과정에서 발생되는 형상 오차를 최소화하여 패턴의 위치 정밀도를 높일 수 있는 전사용 스탬프 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 전사용 스탬프를 제공함에 있다.
일반적으로 박막을 전자 소자에 응용하기 위해서는 적절한 패터닝 기술이 필요하다. 레이저 빔을 이용한 포토 리소그래피, 전자선을 이용한 이빔(e-beam) 리소그래피, 소프트 리소그래피 등이 있다. 이러한 기술들 중에서 소프트 리소그래피는 대량 생산에 적합하고 플렉시블 소자 응용에 적합하며 굴곡 표면에도 쉽게 패턴을 만들 수 있는 등 효과적으로 패터닝을 구현할 수 있는 기술로서 최근에 각광받고 있다.
한편 전자 소자를 제조하기 위한 전사 공정은 패턴이 형성된 스탬프를 대상재의 표면에 찍어서 해당 패턴을 반복적으로 복사해 나가는 공정이며, 이러한 전사용 스탬프 역시 소프트 리소그래피 공정을 통하여 패턴을 가지도록 제작될 수 있다.
도 1은 종래 전사용 스탬프를 제조하는 단계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 종래 전사용 스탬프 제조방법은 먼저 스탬프에 형성하고자 하는 패턴과 반대되는 형상의 패턴이 형성된 기판몰드(1)를 제작한다.(S1)
다음으로, 스탬프를 형성하기 위한 고분자 화합물(2)을 패턴이 형성된 기판몰드(1)의 일면에 도포한다.(S2)
다음으로, 가압부재(3)를 이용하여 기판몰드(1)를 향해 고분자 화합물(2)을 압착시키며 기판몰드(1)의 형상과 반대되는 형상의 패턴을 형성한다.(S3)
다음으로, 이렇게 패턴 형성된 고분자 화합물(2)에 대해 일정 압력과 온도(열)를 가하면서 경화 과정을 수행한다.(S4)
다음으로, 최종 경화가 완료되면 기판몰드(1)로부터 스탬프(20)를 분리시켜 스탬프(20) 제작을 완료한다.(S5)
여기서 스탬프를 제조하기 위해 사용되는 고분자 화합물(2)로는 주로 PDMS(polydimethylsiloxane) 소재가 적용될 수 있는데, PDMS 소재는 내구성이 매우 우수하고, 상대적으로 넓은 표면에 대해 안정적으로 점착되며, 평탄하거나 평탄하지 않은 모든 표면 영역에 걸쳐 동일한 점착성이 유지되고, 다른 고분자 화합물과는 점착이 잘 일어나지 않는 등의 많은 장점을 가진다.
하지만, 단일 고분자 화합물로 제조되는 스탬프는 경화 과정에서 고분자 화합물의 수축 현상으로 인하여 최종 경화 완료된 스탬프(20)의 형상 오차가 발생된다. 즉, 스탬프(20)의 볼록패턴(P1) 및 오목패턴(P2)의 위치 정밀도가 떨어진다.
이러한 위치 정밀도는 스탬프(20)의 두께가 두꺼울수록 많은 수축 작용이 일어나기 때문에 제조되는 스탬프(20)의 두께와 비례하여 위치 정밀도가 더욱 떨어지게 된다.
또한 스탬프(20)의 패턴 즉, 볼록패턴(P1) 및 오목패턴(P2)에서 발생된 형상 오차가 매우 미세한 수준이라 하더라도, 롤 타입 스탬프와 같이 대면적 전사를 위한 스탬프 제조 시에는 이러한 미세한 수준의 형상 오차가 누적되어 전체적으로 매우 큰 형상 오차가 발생될 수 있고, 심각한 경우에는 해당 스탬프의 사용이 불가한 경우가 발생된다.
한편 상기와 같이 경화 과정에서 발생되는 고분자 화합물의 수축 현상에 의한 형상 오차를 보상하기 위하여 몇 가지 방안이 제시되고 있는데, 대표적으로는 상온이나 저온 환경에서 경화시키는 경화조건 완화 방안과, 경화 과정에서 발생되는 수축 정도를 고려하여 기판몰드의 패턴을 설계하는 방안, 및 경화 과정에서 수축 현상을 억제할 수 있는 새로운 고분자 화합물로 대체하는 방안 등이 있다.
상기 경화조건을 완화시키는 방안은 약간의 수축 현상을 줄일 수는 있으나, 원하는 위치 정밀도는 여전히 만족되지 못하였고, 오히려 완화된 경화조건으로 인하여 스탬프 제작 효율이 떨어지는 문제가 있다.
상기 수축 현상을 고려하여 기판몰드의 패턴 형상을 설계하는 방안은 스탬프의 두께, 형상 등에 따라 다양한 크기와 방향으로 수축 현상이 발생되는 바, 이러한 수축 현상을 정확하고 균일하게 고려하여 설계하기에는 실질적으로 많은 어려움이 있고, 경화조건이 조금이라도 변화되는 환경에서는 그 사용이 불가한 문제가 있다.
상기 수축 현상을 억제할 수 있는 새로운 고분자 화합물을 대체하는 방안은 무엇보다 새로운 고분자 소재를 개발하기 위한 많은 비용과 시간이 소요되는 문제가 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1437855호(2014.09.04.공고)
본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 경화 과정에서 발생되는 수축 현상을 최소화하여 패턴의 위치 정밀도를 높일 수 있는 전사용 스탬프 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 전사용 스탬프를 제공함에 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 전사용 스탬프 제조방법은, 패턴을 가지는 기판몰드를 형성하는 기판몰드 형성단계; 미리 설정된 경화조건에서 제1 수축률을 가지는 제1 소재를 상기 기판몰드 상에 배치하는 제1 소재 배치단계; 상기 경화조건에서 상기 제1 수축률보다 작은 제2 수축률을 가지는 제2 소재를 상기 제1 소재 상에 배치하는 제2 소재 배치단계; 상기 제2 소재를 상기 기판몰드에 밀착시켜 상기 기판몰드의 패턴 형상과 상응하는 형상으로 상기 제1 소재를 형성하는 패턴 형성단계; 및 상기 경화조건에 따라 상기 제1 소재 및 상기 제2 소재를 경화시키는 소재 경화단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 전사용 스탬프 제조방법에 있어서, 상기 기판몰드 형성단계 이후에 수행되며, 상기 기판몰드 상에 배치되고, 상기 기판몰드에서 상기 제1 소재 및 상기 제2 소재를 격리시키기 위한 이형성 코팅층을 형성하는 코팅층 형성단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전사용 스탬프 제조방법에 있어서, 상기 기판몰드 형성단계 이후에 수행되며, 상기 제1 소재와 접촉되는 상기 기판몰드의 적어도 일부분에 배치되고, 경화과정에서 특정 파장대의 레이저 빔을 흡수하여 상기 제1 소재를 가열하기 위한 금속박막을 형성하는 금속박막 형성단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전사용 스탬프 제조방법에 있어서, 상기 레이저 빔의 파장은 적외선일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전사용 스탬프 제조방법에 있어서, 상기 제1 소재는 PDMS를 포함할 수 있고, 상기 제2 소재는 PET를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전사용 스탬프 제조방법에 있어서, 상기 제2 소재는 상기 기판몰드와 동일한 열팽창계수를 가질 수 있다.
본 발명은 전술한 전사용 스탬프 제조방법으로 제조되어, 상기 제2 소재로 이루어지는 몸체부 및 상기 제1 소재로 이루어지고 상기 몸체부의 일면에서 돌출 형성되어 패턴을 형성하는 돌출부를 포함하는 전사용 스탬프를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 경화 과정에서 발생되는 소재의 변형율을 최소화하여 기판몰드의 패턴과 정확히 일치되는 우수한 형상 정밀도를 가지는 스탬프 패턴을 제조할 수 있다.
본 발명에 따르면, 특히 경화 과정에서 수축률이 상대적으로 작거나 무시될 수 있는 제2 소재로 인하여 스탬프의 패턴과 패턴 사이의 균일한 간격 정밀도를 보다 향상시킬 수 있고, 이를 통해, 롤 타입 스탬프와 같이 대면적 전사를 위한 스탬프의 패턴이 가지는 위치 정밀도를 더욱 높일 수 있다.
본 발명에 따르면, 우수한 정밀도를 가지는 스탬프를 이용하여 전사 공정의 품질을 높일 수 있다.
도 1은 종래 전사용 스탬프를 제조하는 단계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전사용 스탬프를 제조하는 단계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전사용 스탬프를 제조하는 단계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전사용 스탬프를 제조하는 단계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 도 4에 도시된 실시예에 따른 소재 경화단계를 설명하기 위한 개념도이다.
이하 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용될 수 있으며 이에 따른 부가적인 설명은 생략될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전사용 스탬프를 제조하는 단계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전사용 스탬프 제조방법은, 기판몰드 형성단계(S100), 제1 소재 배치단계(S200), 제2 소재 배치단계(S300), 패턴 형성단계(S400), 소재 경화단계(S500), 기판몰드 이형단계(S600)를 포함할 수 있다.
기판몰드 형성단계(S100)는 스템프 제조를 위한 기판몰드(100)를 형성하는 단계이다.
기판은 실리콘 웨이퍼, 유리기판, 세라믹기판, 폴리머, 금속시트 등 다양한 소재가 적용될 수 있다. 이러한 기판 상에 제조되는 스탬프의 패턴과 반대되는 패턴을 가지는 기판몰드(100)를 형성하게 된다.
도 3을 참조하면, 기판몰드 형성단계(S100)는 산화막 형성단계(S110), 감광막 형성단계(S120), 패터닝단계(S130)를 포함할 수 있다.
산화막 형성단계(S110)는 기판(110) 상에 산화막(120)을 형성하는 단계이다. 산화막(120)은 기판(110)의 표면을 균질화하고 이물질로부터 기판(110)의 표면을 보호할 수 있다. 산화막(120)으로는 이산화규소(SiO2)이 사용될 수 있다.
감광막은 형성단계(S120)는 산화막(120) 상에 감광제를 도포하여 감광막(130)을 형성하는 단계이다. 감광막(130)은 스핀 코팅, 디스펜싱, 디핑 방법 등으로 도포될 수 있다.
패터닝단계(S130)는 도포된 감광막(130)에 패턴을 형성하는 단계이다. 감광막(130)에 패턴을 형성하는 방법은 레이저 빔을 이용한 포토 리소그래피, 전자선을 이용한 이빔(e-beam) 리소그래피, 간섭(Interference) 리소그래피 등 일반적인 패터닝 방법으로 형성될 수 있다.
이와 같이 기판(110) 상에 산화막 형성단계(S110), 감광막 형성단계(S120), 패터닝단계(S130)를 순차적으로 거치면서 패터닝된 감광막(130) 및 산화막(120)을 통해 스탬프의 패턴과 반대되는 패턴을 가지는 기판몰드(100)를 제조할 수 있다.
계속해서 도 2를 참조하면, 제1 소재 배치단계(S200)는 스탬프 제조를 위하여 기판몰드(100) 상에 제1 소재(210)를 배치하는 단계이다.
제1 소재(210)는 기판몰드(100)의 패턴을 덮도록 기판몰드(100) 상에 도포될 수 있고, 예를 들면, 스핀 코팅, 디스펜싱, 디핑 방법 등으로 도포될 수 있다.
제1 소재(210)는 미리 설정된 경화조건에서 제1 수축률을 가질 수 있다.
설정된 경화조건이란 후술되는 경화단계에서 수행되는 경화조건을 의미하는데, 경화 과정에서 제1 소재(210)에 가해지는 압력, 온도(열), 시간에 대한 설정 값일 수 있고, 열경화 및 광경화 조건을 포함할 수 있다. 열경화 방식으로는 미리 설정된 온도로 가열되는 가열챔버가 적용될 수 있고, 광경화 방식으로는 레이저 빔(L)이 적용될 수 있다. 레이저 빔(L)의 파장대로는 자외선 또는 적외선이 적용될 수 있다.
제1 소재(210)는 폴리디메틸실록산(PDMS:polydimethylsiloxane)을 포함할 수 있다. 폴리디메틸실록산은 내구성이 매우 우수하고, 상대적으로 넓은 표면에 대해 안정적으로 점착되며, 평탄하거나 평탄하지 않은 모든 표면 영역에 걸쳐 동일한 점착성이 유지되고, 다른 고분자 화합물과는 점착이 잘 일어나지 않는 등의 장점을 가진다.
제1 소재(210)는 폴리디메틸실록산에 경화제가 첨가된 혼합물일 수 있다. 이때 폴리디메틸실록산과 경화제 비는 10:1일 수 있다.
제2 소재 배치단계(S300)는 제1 소재(210)가 배치된 기판몰드(100) 상에 제2 소재(220)를 배치하는 단계이다.
제2 소재(220)는 미리 설정된 경화조건에서 제2 수축률을 가질 수 있다.
제2 수축률은 제1 수축률보다 작을 수 있다. 즉, 동일한 경화조건에서 제2 수축률은 제1 수축률보다 작을 수 있다.
제2 소재(220)는 열팽창계수가 낮은 소재가 적용될 수 있고, 이를 통해 경화 과정에서 열팽창에 의한 변화를 최소화할 수 있다. 바람직하게, 제2 소재(220)는 기판몰드(100)와 동일한 열팽창계수를 가질 수 있다. 이를 통해 경화 과정에서 기판몰드(100)의 열팽창에 의한 변형률과 제2 소재(220)의 열팽창에 의한 변형률이 동기화됨으로써, 열팽창에 의한 패턴의 위치 정밀도를 더욱 높일 수 있다.
제2 소재(220)는 일정 경도를 가지는 필름막이 적용될 수 있다. 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET:polyethylene terephthalate)이 사용될 수 있다.
제1 소재(210) 및 제2 소재(220)의 배치가 완료되면, 실질적으로 스탬프 패턴을 형성하기 위한 패턴 형성단계(S400) 및 소재 경화단계(S500)를 수행하게 된다.
패턴 형성단계(S400)는 제2 소재(220)를 기판몰드(100)에 밀착시켜 기판몰드(100)의 패턴 형상과 상응하는 형상으로 제1 소재(210)를 형성하는 단계이다.
예를 들면, 롤러부재를 이용하여 제2 소재(220)를 기판몰드(100)에 압착시킬 수 있고, 이러한 압착 과정에서 제2 소재(220)와 기판몰드(100)의 사이에 존재하는 기포는 제거될 수 있다.
또한 전술한 제1 소재 배치단계(S200)에서 제2 소재(220)와 기판몰드(100) 사이에 배치되는 제1 소재(210)의 용량은 기판몰드(100)의 패턴 크기에 상응하는 용량일 수 있고 기판몰드(100)의 패턴 크기보다 많은 용량이 배치될 수 있다. 만약 기판몰드(100)의 패턴 크기보다 많은 용량의 제1 소재(210)가 존재하는 경우에는 제2 소재(220)를 기판몰드(100)에 압착시키는 과정에서 측방향으로 밀려나면서 제1 소재(210)의 잉여 용량은 제거될 수 있다.
따라서, 기판몰드(100)에 제2 소재(220)를 압착시키는 상태에서 제1 소재(210)는 기판몰드(100)의 패턴과 상응하는 형상으로 형성될 수 있다.
이렇게 제1 소재(210)가 패턴 형상을 유지하는 상태가 유지되면 이어서 소재를 경화시킨다.
소재 경화단계(S500)는 미리 설정된 경화조건을 거치면서 제1 소재(210) 및 제2 소재(220)를 경화시키는 단계이다.
즉, 기판몰드(100)에 제2 소재(220)를 압착시킨 상태에서 미리 설정된 압력, 온도(열), 시간을 유지하면서 경화 과정을 거치게 된다.
예를 들면, 제2 소재(220)의 상부면에 올려진 가압부재(300)를 제어하여 제1 소재(210) 및 제2 소재(220)의 경화를 위한 압력을 제어할 수 있고, 가열챔버의 온도를 제어하거나 조사되는 레이저 빔(L)의 에너지를 제어하여 제1 소재(210) 및 제2 소재(220)의 경화를 위한 온도(열)을 제어할 수 있다.
또한 레이저 빔(L)을 이용한 광경화 과정에서는 특정 파장대의 레이저 빔(L)이 적용될 수 있다. 예를 들면, 자외선이나 적외선이 적용될 수 있고, 자외선 및 적외선이 함께 적용될 수도 있다.
이와 같이, 제1 소재(210) 및 제2 소재(220)에 대한 경화가 완료되면, 기판몰드 이형단계(S600)를 통하여 기판몰드(100)를 분리하여 패턴이 형성된 스탬프(200)의 제조를 완료하게 된다.
결과적으로, 제조 완료된 스탬프(200)는 제2 소재(220)로 이루어진 몸체부(202)와, 제1 소재(210)로 이루어진 돌출부(210)를 일체로 하며, 몸체부(202)의 일면에서 돌출 배치되는 돌출부(201)를 통해 패턴이 형성된다.
본 발명에 따라 제조된 스탬프(200) 패턴 즉, 볼록패턴(P3) 및 오목패턴(P4)는 기판몰드(100)의 패턴과 일치되는 우수한 형상 정밀도가 유지될 수 있다.
경화 과정에서 수축률이 상대적으로 큰 제1 소재(210)에서 발생되는 변형은 돌출부(201)의 볼록패턴(P3)이 가지는 형상 오차에 관여될 수 있으나, 이는 극히 미세한 수준의 형상 오차로 요구되는 정밀도를 만족할 수 있다.
특히 경화 과정에서 수축률이 상대적으로 작거나 무시될 수 있는 제2 소재(220)의 무수축 작용으로 인하여 몸체부(202)로 연결되는 오목패턴(P4) 즉, 몸체부(202)로 연결되는 볼록패턴(P3)과 볼록패턴(P3) 사이의 간격은 높은 정밀도를 만족할 수 있다.
결과적으로, 롤 타입 스탬프와 같이 대면적 전사를 위한 스탬프의 경우, 각 볼록패턴(P3)이 가지는 정밀도를 균일하게 유지할 수 있고, 대면적에 대하여 볼록패턴(P3) 및 오목패턴(P4)의 위치 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전사용 스탬프를 제조하는 단계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전사용 스탬프 제조방법은, 기판몰드 형성단계(S100) 이후에 수행되는 코팅층 형성단계(S140)를 더 포함할 수 있다.
코팅층 형성단계(S140)는 패턴이 형성된 기판몰드(100) 상에 이형성 코팅층(140)을 추가로 형성하는 단계이다.
이형성 코팅층(140)은 기판몰드(100)로부터 제1 소재(210) 및 제2 소재(220)를 격리시킬 수 있다. 이에 따라, 기판몰드 이형단계(S600)에서 제1 소재(210) 및 제2 소재(220)로부터 기판몰드(100)는 쉽게 분리될 수 있다.
이형성 코팅층(140)으로는 불소수지가 적용될 수 있고, 예를 들면, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)이 적용될 수 있다.
코팅층 형성단계(S140)를 수행한 이후에는 전술한 일 실시예에서와 마찬가지 제1 소재 배치단계(S200), 제2 소재 배치단계(S300), 패턴 형성단계(S400), 소재 경화단계(S500), 기판몰드 이형단계(S600)를 순차적으로 거치게 되며, 관련한 중복 설명은 생략한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전사용 스탬프를 제조하는 단계를 설명하기 위한 개념도이고, 도 5는 도 4에 도시된 실시예에 따른 소재 경화단계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전사용 스탬프 제조방법은, 기판몰드 형성단계(S100) 이후에 수행되는 금속박막 형성단계(S150)를 더 포함할 수 있다.
금속박막 형성단계(S150)는 기판몰드(100) 상에 금속박막(150)을 형성하는 단계이다.
금속박막(150)은 제2 소재(220)와는 접촉되지 않고 제1 소재(210)에만 접촉되도록 기판몰드(100)의 적어도 일부분에 배치될 수 있다. 예를 들면, 패터닝된 감광막(130)에 의해 노출된 산화막(120)의 상부면에 배치될 수 있다.
금속박막(150)은 경화 과정에서 특정 파장대의 레이저 빔(L)을 흡수하여 가열될 수 있다. 이렇게 가열된 금속박막(150)은 접촉 상태를 유지하는 제1 소재(210)를 가열하여 제1 소재(210)의 경화를 촉진시킬 수 있다. 반면, 금속박막(150)과 비접촉 상태를 유지하는 제2 소재(220)는 금속박막(150)과 격리되어 금속박막(150)으로부터 제공되는 열 전달이 차단되고, 이에 따라 제2 소재(220)는 열 변형이 최소화될 수 있다.
금속박막(150)을 가열하기 위해 경화 과정에서 제공되는 레이저 빔(L)의 파장은 적외선일 수 있고, 금속박막(150)은 적외선을 효과적으로 흡수할 수 있는 소재가 적용될 수 있다. 예를 들면, 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 백금(Pt) 등의 금속이나 이들의 산화물 또는 질화물을 일반적인 증착방법으로 증착한 금속박막(150)이 적용될 수 있다.
금속박막 형성단계(S150)를 수행한 이후에는 전술한 일 실시예에서와 마찬가지 제1 소재 배치단계(S200), 제2 소재 배치단계(S300), 패턴 형성단계(S400), 소재 경화단계(S500), 기판몰드 이형단계(S600)를 순차적으로 거치게 되며, 관련한 중복 설명은 생략한다.
도시되진 않았지만, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 기판몰드(100) 상에 금속박막(150: 도 4 참조)을 형성한 다음, 금속박막(150)을 덮도록 기판몰드(100) 상에 이형성 코팅층(140: 도 3 참조)을 추가적으로 형성할 수도 있다. 일반적으로 불소수지가 적용된 이형성 코팅층(140)은 우수한 전기 특성을 가지는 바, 금속박막(150)으로부터 제1 소재(210) 측으로 열을 효과적으로 전달할 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 전사용 스탬프 제조방법을 통해 스탬프(200)를 제조하게 되면, 스탬프(200) 패턴과 기판몰드(100)의 패턴이 정확히 일치되는 우수한 형상 정밀도가 유지될 수 있다.
특히 경화 과정에서 수축률이 상대적으로 작거나 무시될 수 있는 제2 소재(220)의 무수축 작용으로 인하여 몸체부(202)로 연결되는 볼록패턴과 볼록패턴 사이의 간격이 가지는 위치 정밀도를 균일하게 향상시킬 수 있다.
결과적으로, 롤 타입 스탬프와 같이 대면적 전사를 위한 스탬프의 경우 패턴의 위치 정밀도를 더욱 높일 수 있고, 이러한 스탬프를 이용하여 전사 공정을 수행함으로써 전사 품질을 높일 수 있다.
상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.
100: 기판몰드
200: 스탬프
210: 제1 소재
220: 제2 소재

Claims (7)

  1. 패턴을 가지는 기판몰드를 형성하는 기판몰드 형성단계;
    미리 설정된 경화조건에서 제1 수축률을 가지는 제1 소재를 상기 기판몰드 상에 배치하는 제1 소재 배치단계;
    상기 경화조건에서 상기 제1 수축률보다 작은 제2 수축률을 가지는 제2 소재를 상기 제1 소재 상에 배치하는 제2 소재 배치단계;
    상기 제2 소재를 상기 기판몰드에 밀착시켜 상기 기판몰드의 패턴 형상과 상응하는 형상으로 상기 제1 소재를 형성하는 패턴 형성단계; 및
    상기 경화조건에 따라 상기 제1 소재 및 상기 제2 소재를 경화시키는 소재 경화단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전사용 스탬프 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판몰드 형성단계 이후에 수행되며,
    상기 기판몰드 상에 배치되고, 상기 기판몰드에서 상기 제1 소재 및 상기 제2 소재를 격리시키기 위한 이형성 코팅층을 형성하는 코팅층 형성단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전사용 스탬프 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판몰드 형성단계 이후에 수행되며,
    상기 제1 소재와 접촉되는 상기 기판몰드의 적어도 일부분에 배치되고, 경화과정에서 특정 파장대의 레이저 빔을 흡수하여 상기 제1 소재를 가열하기 위한 금속박막을 형성하는 금속박막 형성단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전사용 스탬프 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 레이저 빔의 파장은 적외선인 것을 특징으로 하는 전사용 스탬프 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 소재는 PDMS를 포함하고, 상기 제2 소재는 PET를 포함하는 것을 특징으로 하는 전사용 스탬프 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 소재는 상기 기판몰드와 동일한 열팽창계수를 가지는 것을 특징으로 하는 전사용 스탬프 제조방법.
  7. 제1항에 기재된 전사용 스탬프 제조방법으로 제조되는 전사용 스탬프로서,
    상기 제2 소재로 이루어지는 몸체부; 및
    상기 제1 소재로 이루어지고, 상기 몸체부의 일면에서 돌출 형성되어 패턴을 형성하는 돌출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전사용 스탬프.
KR1020190135836A 2019-10-29 2019-10-29 전사용 스탬프 제조방법 KR102252431B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190135836A KR102252431B1 (ko) 2019-10-29 2019-10-29 전사용 스탬프 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190135836A KR102252431B1 (ko) 2019-10-29 2019-10-29 전사용 스탬프 제조방법

Publications (3)

Publication Number Publication Date
KR20210052657A true KR20210052657A (ko) 2021-05-11
KR102252431B1 KR102252431B1 (ko) 2021-05-17
KR102252431B9 KR102252431B9 (ko) 2022-04-11

Family

ID=75915179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190135836A KR102252431B1 (ko) 2019-10-29 2019-10-29 전사용 스탬프 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102252431B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220167432A (ko) * 2021-06-11 2022-12-21 동국대학교 산학협력단 폴리디메틸실록산 패터닝 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100436699B1 (ko) * 2003-09-23 2004-06-22 주식회사 엘지에스 복제몰드
KR20110140059A (ko) * 2010-06-24 2011-12-30 한국기계연구원 나노 임프린트용 스탬프 및 이의 제조 방법
KR20130039021A (ko) * 2011-10-11 2013-04-19 엘지디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치의 제조 방법
KR101437855B1 (ko) 2012-09-11 2014-09-04 한국기계연구원 롤스탬프 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100436699B1 (ko) * 2003-09-23 2004-06-22 주식회사 엘지에스 복제몰드
KR20110140059A (ko) * 2010-06-24 2011-12-30 한국기계연구원 나노 임프린트용 스탬프 및 이의 제조 방법
KR20130039021A (ko) * 2011-10-11 2013-04-19 엘지디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치의 제조 방법
KR101437855B1 (ko) 2012-09-11 2014-09-04 한국기계연구원 롤스탬프 제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220167432A (ko) * 2021-06-11 2022-12-21 동국대학교 산학협력단 폴리디메틸실록산 패터닝 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR102252431B9 (ko) 2022-04-11
KR102252431B1 (ko) 2021-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101198903B (zh) 利用中间印模的图案复制
US20100072665A1 (en) Thermal imprinting device and thermal imprinting method
US7815430B2 (en) Mold, production process of mold, imprint apparatus, and imprint method
JP4609562B2 (ja) 微細構造転写用スタンパ及びその製造方法
JP4438355B2 (ja) マイクロ凹凸パターンを有する樹脂薄膜を備えた光学素子の製造方法
US20090092791A1 (en) Mold, mold production process, processing apparatus, and processing method
TW200540941A (en) Compliant template for uv imprinting
US20100230385A1 (en) Method and system for tone inverting of residual layer tolerant imprint lithography
KR20120067170A (ko) 나노임프린트용 스탬프 제조방법
US9437414B2 (en) Pattern forming device and semiconductor device manufacturing method
US20090004320A1 (en) Imprinting stamper and method of manufacturing the same
KR20080062425A (ko) 패턴의 형성 방법
KR102252431B1 (ko) 전사용 스탬프 제조방법
JP2004106320A (ja) 微細表面構造をもつ物品の製造方法
TW201518067A (zh) 圖案化印模製造方法、圖案化印模壓印方法及壓印物件
JP2008200997A (ja) ナノインプリント用金型の製造方法
US20080217819A1 (en) Micro/Nano-Pattern Film Contact Transfer Process
JP7348182B2 (ja) 凹面回折格子の製造方法、製造装置及び凹面回折格子
US20060110845A1 (en) Method of manufacturing micro-structure element by utilizing molding glass
JP4595120B2 (ja) 裏面加圧によるインプリント方法及び装置
JP2020047733A (ja) インプリント方法、インプリント装置及び物品の製造方法
JP5502592B2 (ja) インプリント加工装置、インプリント加工方法およびインプリント加工物
JPH08211214A (ja) 曲面グレーティングの製造方法
JP2006137019A (ja) 形状転写方法
JP5099314B2 (ja) 静電チャック

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant
G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]